JPH07237053A - 軸状部品の自動挿入装置及び自動挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長さの長い軸状部品であっても、その軸状部
品を穴付き部品の嵌合穴に確実かつスムーズに自動挿入
できるようにする。 【構成】 第１のセンターシャフト１９と第２のセンタ
ーシャフト２１とで軸状部品１２を同軸上に挟み付け、
第１，第２のセンターシャフト１９，２１の駆動圧の差
圧で軸状部品１２を穴付き部品１３の嵌合穴１４ａに自
動挿入する。 【効果】 穴付き部品にの嵌合穴に対する軸状部品の挿
入位置決めが高精度に行われ、軸状部品が長くても「こ
じれ」や「くいつき」現象が発生せずに、その軸状部品
を穴付き部品に確実に自動挿入できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は軸状部品を穴付き部品
の嵌合穴に自動挿入する軸状部品の自動挿入装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は従来の軸状部品の自動挿入装置
に適用される要部機構を一部断面して示す側面図であ
る。図において、１はロボットアーム、２はそのロボッ
トアーム１に取付けられた本体、３はその本体２に取り
付けられたゴム等の弾性部材から成る支持体、４は前記
本体２に前記支持体３を介して取り付けられたグリッパ
であり、これらは、ＲＣＣ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｅｎｔｅ
ｒ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）と称する自動挿入装置の要
部機構を構成している。

【０００３】５は前記グリッパ４で把持された挿入部品
（軸状部品）、６は被挿入部品であって前記挿入部品５
を嵌合させる穴７を有する穴付き部品から成っている。

【０００４】ここで、グリッパ４で把持された挿入部品
５の先端が被挿入部品６の穴７の入口に当たると、挿入
部品５の先端近傍のリモートセンタ８を中心にグリッパ
４が回動し、穴７に挿入部品５が倣って挿入されるよう
になっている。

【０００５】かかるＲＣＣは非常に優れた機構で、挿入
部品５を被挿入部品６の穴７に対して位置決めする際
に、ある程度の芯ずれ及び傾きがあっても挿入部品５を
被挿入部品６の穴７に挿入することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の軸状部品の自動
挿入装置に適用されるＲＣＣは以上に構成されているの
で、優れた機能を発揮させるための前提として、グリッ
パ４が挿入部品５を確実に把持し、被挿入部品６の穴７
に対する挿入動作中の挿入部品５にかかる力によって該
挿入部品５がグリッパ４から位置ずれしないことが不可
欠である。しかしながら、前記挿入動作中に挿入部品５
がグリッパ４から位置ずれすると、ＲＣＣが本来の機能
を発揮せず、いわゆる「こじれ」や「くいつき」現象が
発生し、作業停止を余儀なくされるという課題がある。
しかも、前記挿入動作中の挿入部品５にかかる力は挿入
部品５が長くなればなるほど大きくなるため、挿入部品
５が長尺の軸状部品である場合、必ずしも従来の軸状部
品の自動挿入装置は確実な作業を行えないという課題が
あった。

【０００７】また、ＲＣＣのリモートセンタ８の位置は
本体２に対して可変でないため、ＲＣＣが本来の機能を
発揮するためには挿入部品５が適正な長さである必要が
あり、対象とする挿入部品の長さにいくつかの種類があ
る場合、挿入部品の長さによっては確実な作業が行えな
いという課題があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、長さの長い軸状部品や、長さが異
なる複数種類の軸状部品であっても、それらの軸状部品
を穴付き部品の嵌合穴に確実に自動挿入することができ
る軸状部品の自動挿入装置および自動挿入方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る軸
状部品の自動挿入装置は、軸状部品を組立作業域に供給
する軸状部品供給手段と、前記穴付き部品を組立作業域
に供給する穴付き部品供給手段と、前記軸状部品供給手
段による供給位置の軸状部品の一端が、前記穴付き部品
の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセンターシャフトの先
端に当接係合する位置に前記軸状部品を移載し、該軸状
部品を前記第１のセンターシャフトと同軸上に位置決め
保持する軸状部品移載手段と、前記穴付き部品供給手段
による穴付き部品の供給位置で該穴付き部品の嵌合穴を
嵌合可能な伸長位置と前記嵌合穴から後退する方向の短
縮位置とに伸縮移動可能な第１のセンターシャフトと、
この第１のセンターシャフトを伸縮駆動する第１のアク
チュエータと、第１のセンターシャフトの伸長位置への
作動後に関連作動してその第１のセンターシャフトに前
記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させる穴付き部品移載装置
と、前記第１のセンターシャフトの同軸上に離間対向配
置され、前記穴付き部品の嵌合穴を貫通して前記第１の
センターシャフトとの間で前記軸状部品を同軸上に挟持
する第２のセンターシャフトと、この第２のセンターシ
ャフトを軸方向に駆動する第２のアクチュエータと、第
１のセンターシャフトと第２のセンターシャフトとで前
記軸状部品を同軸上に挟持した状態における前記第１の
アクチュエータと第２のアクチュエータの相対方向の駆
動圧が異なるようにその駆動圧を自動的に切り換える駆
動圧切換機構とを備えて成るものである。

【００１０】請求項２の発明に係る軸状部品の自動挿入
装置は、軸状部品を組立作業域に供給する軸状部品供給
手段と、前記穴付き部品を組立作業域に供給する穴付き
部品供給手段と、この穴付き部品供給手段による穴付き
部品の供給位置で該穴付き部品の嵌合穴を嵌合可能な伸
長位置と前記嵌合穴から後退する方向の短縮位置とに伸
縮移動可能な第１のセンターシャフトと、この第１のセ
ンターシャフトを伸縮駆動する第１のアクチュエータ
と、前記第１のセンターシャフトの同軸上に対向配置さ
れ、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセ
ンターシャフトとの間で前記軸状部品を同軸上に挟持す
る第２のセンターシャフトと、この第２のセンターシャ
フトを伸縮駆動する第２のアクチュエータと、前記穴付
き部品を加熱処理する加熱手段と、前記穴付き部品供給
手段による供給位置の穴付き部品を前記加熱手段に移載
し、且つ、加熱後の穴付き部品の嵌合穴を前記第１のセ
ンターシャフトに嵌合する穴付き部品移載手段と、前記
軸状部品供給手段による供給位置の軸状部品の一端が、
前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセンタ
ーシャフトの先端に当接係合する位置に前記軸状部品を
移載し、該軸状部品を前記第１のセンターシャフトと同
軸上に位置決め保持する軸状部品移載手段と、第１のセ
ンターシャフトと第２のセンターシャフトとで前記軸状
部品を同軸上に挟持した状態における前記第１のアクチ
ュエータと第２のアクチュエータの相対方向の駆動圧が
異なるようにその駆動圧を自動的に切り換える駆動圧切
換機構とを備えて成るものである。

【００１１】請求項３の発明に係る軸状部品の自動挿入
装置は、穴付き部品供給手段が、穴付き部品を嵌合保持
する組立治具と、この組立治具を移送する組立治具移送
手段とから成り、前記組立治具には前記穴付き部品の嵌
合穴に同軸上に連通し且つ第１のセンターシャフトを挿
通可能な貫通孔が設けられているものである。

【００１２】請求項４の発明に係る軸状部品の自動挿入
方法は、軸状部品を組立作業域に供給する工程と、前記
穴付き部品を組立作業域に供給する工程と、この工程で
供給された穴付き部品を第１のセンターシャフトのスト
ロークエンドから離れた位置に移行させる工程と、この
工程後に前記第１のセンターシャフトをストロークエン
ドまで伸長作動させる工程と、該工程後の第１のセンタ
ーシャフトに前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させる工程
と、該工程後に前記穴付き部品の嵌合穴を貫通した第１
のセンターシャフトの先端に前記軸状部品の一端を当接
係合させて該軸状部品を第１のセンターシャフトと同軸
上に保持する工程と、該工程後に第１のセンターシャフ
トに離間対向した第２のセンターシャフトを伸長作動さ
せ、この第２のセンターシャフトにより前記第１のセン
ターシャフトとの間で前記軸状部品を同軸上に挟持する
工程と、前記軸状部品を同軸上に挟持した第１のセンタ
ーシャフトと第２のセンターシャフトの相対方向の駆動
圧が異なるようにその駆動圧を自動的に切り換える工程
とから成るものである。

【００１３】請求項５の発明に係る軸状部品の自動挿入
方法は、軸状部品を組立作業域に供給する工程と、前記
穴付き部品を組立作業域に供給する工程と、この工程で
供給された穴付き部品を加熱手段に移載する工程と、該
工程後に第１のセンターシャフトをストロークエンドま
で伸長作動させる工程と、該工程後に前記加熱手段で加
熱された穴付き部品の嵌合穴を前記第１のセンターシャ
フトに嵌合させる工程と、該工程後に前記穴付き部品の
嵌合穴を貫通した第１のセンターシャフトの先端に前記
軸状部品の一端を当接係合させて該軸状部品を第１のセ
ンターシャフトと同軸上に保持する工程と、該工程後に
第１のセンターシャフトに離間対向した第２のセンター
シャフトを伸長作動させ、この第２のセンターシャフト
により前記第１のセンターシャフトとの間で前記軸状部
品を同軸上に挟持する工程と、前記軸状部品を同軸上に
挟持した第１のセンターシャフトと第２のセンターシャ
フトの相対方向の駆動圧が異なるようにその駆動圧を自
動的に切り換える工程とから成るものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明における軸状部品の自動挿入装
置は、第１のセンターシャフトが穴付き部品の嵌合穴を
嵌合可能な伸長位置に作動すると、該作動後に穴付き部
品移載手段が関連作動して穴付き部品の嵌合穴を前記第
１のセンターシャフトに嵌合する。次いで、軸状部品移
載手段が関連作動して軸状部品供給手段で供給された軸
状部品を、その一端が前記第１のセンターシャフトの先
端に当接係合する位置に移載してその第１のセンターシ
ャフトと同軸上に保持する。この状態において、第２の
センターシャフトが第１のセンターシャフトとの間で前
記軸状部品を挟持する位置に作動することにより、該軸
状部品は前記穴付き部品の嵌合穴と同一軸芯に保持され
る。これによって、穴付き部品の嵌合穴に対する前記軸
状部品の挿入方向の位置決めが高精度に行われる。その
位置決め後において、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合さ
せた第１のセンターシャフトを伸長方向に駆動する第１
のアクチュエータの駆動圧に比して第２のセンターシャ
フトを伸長方向に駆動する第２のアクチュエータの駆動
圧が大きくなるように、第１のアクチュエータと第２の
アクチュエータのそれぞれの駆動圧が駆動圧切換機構に
よって切り換えられる。これにより、第１のセンターシ
ャフトと第２のセンターシャフトが軸状部品を同軸上に
挟持したままの状態で該軸状部品を穴付き部品の嵌合穴
に嵌合挿入する方向に移動する。これによって、軸状部
品が穴付き部品の嵌合穴に確実かつスムーズに嵌合挿入
される。

【００１５】請求項２の発明における軸状部品の自動挿
入装置は、穴付き部品供給手段で供給された穴付き部品
が穴付き部品移載手段によって加熱手段に移載され、該
移載後に、第１のアクチュエータにより第１のセンター
シャフトが伸長作動する。次いで、前記加熱手段で加熱
された穴付き部品が前記穴付き部品移載手段で前記第１
のセンターシャフトに嵌合される。該嵌合後に、軸状部
品移載手段が関連作動して軸状部品供給手段で供給され
た軸状部品を、その一端が前記第１のセンターシャフト
の先端に当接係合する位置に移載してその第１のセンタ
ーシャフトと同軸上に保持する。この状態において、第
２のセンターシャフトが第１のセンターシャフトとの間
で前記軸状部品を挟持する位置に作動することにより、
該軸状部品は前記穴付き部品の嵌合穴と同一軸芯に保持
される。これによって、穴付き部品の嵌合穴に対する前
記軸状部品の挿入方向の位置決めが高精度に行われる。
その位置決め後において、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌
合させた第１のセンターシャフトを伸長方向に駆動する
第１のアクチュエータの駆動圧に比して第２のセンター
シャフトを伸長方向に駆動する第２のアクチュエータの
駆動圧が大きくなるように、第１のアクチュエータと第
２のアクチュエータのそれぞれの駆動圧が駆動圧切換機
構によって切り換えられる。これにより、第１のセンタ
ーシャフトと第２のセンターシャフトが軸状部品を同軸
上に挟持したままの状態で該軸状部品を穴付き部品の嵌
合穴に嵌合挿入する方向に移動する。これによって、軸
状部品が穴付き部品の嵌合穴に確実かつスムーズに嵌合
挿入され、穴付き部品が軸状部品に焼き嵌めされた状態
となる。

【００１６】請求項３の発明における軸状部品の自動挿
入装置では、組立治具に穴付き部品が嵌合保持され、そ
の組立治具が組立治具移送手段で穴付き部品の供給位置
に移送され、該供給位置では前記組立治具の貫通孔を介
して第１のセンターシャフトを円滑に伸縮作動させるこ
とができる。

【００１７】請求項４の発明における軸状部品の自動挿
入方法では、穴付き部品供給工程で供給された穴付き部
品を第１のセンターシャフトのストロークエンドから離
れた位置に一旦移行させた後、第１のセンターシャフト
をストロークエンドまで伸長作動させるので、その伸長
作動時に穴付き部品が邪魔になるようなことはない。そ
して、伸長作動後の前記第１のセンターシャフトに、前
記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させるので、その嵌合が円
滑に行われる。次いで、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合
させた第１のセンターシャフトの先端に前記軸状部品の
一端を当接係合させて該軸状部品を第１のセンターシャ
フトと同軸上に保持する。この状態において、第２のセ
ンターシャフトが第１のセンターシャフトとの間で前記
軸状部品を挟持する位置に作動させることにより、該軸
状部品は前記穴付き部品の嵌合穴と同一軸芯に保持され
る。これによって、穴付き部品の嵌合穴に対する前記軸
状部品の挿入方向の位置決めが高精度に行われる。その
位置決め後において、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合さ
せた第１のセンターシャフトを伸長方向に駆動する第１
のアクチュエータの駆動圧に比して第２のセンターシャ
フトを伸長方向に駆動する第２のアクチュエータの駆動
圧が大きくなるように、第１のアクチュエータと第２の
アクチュエータのそれぞれの駆動圧を切り換えるので、
請求項１の場合と同様に、第１のセンターシャフトと第
２のセンターシャフトが軸状部品を同軸上に挟持したま
まの状態で該軸状部品を穴付き部品の嵌合穴に嵌合挿入
する方向に移動し、これによって、軸状部品を穴付き部
品の嵌合穴に確実かつスムーズに自動挿入することがで
きる。

【００１８】請求項５の発明における軸状部品の自動挿
入方法では、供給された穴付き部品を加熱手段に移載
し、これにより加熱された穴付き部品を第１のセンター
シャフトに嵌合し、該嵌合後の前記穴付き部品の嵌合穴
に軸状部品を自動挿入するので、請求項２の場合と同様
に穴付き部品を軸状部品に焼き嵌めすることができる。

【００１９】

【実施例】

実施例１．図１は請求項１および請求項２の発明による
軸状部品の自動挿入装置が組立対象とする軸状部品と穴
付き部品の一実施例を示す組立状態の側面図、図２は図
１の上面図、図３は図１の下面図である。図において、
１１はスクロール圧縮機に用いられる駆動軸、１２はそ
の駆動軸１１のクランクシャフト（軸状部品）であり、
このクランクシャフト１２は両端にセンター穴１２ａ，
１２ｂを有し且つ中央部に嵌合軸部１２ｃを有してい
る。

【００２０】１３は誘導電動機のロータ（穴付き部品）
であり、このロータ１３と前記クランクシャフト１２と
を組み立てることによって、前記駆動軸１１が構成され
ている。１４は前記ロータ１３の胴部を形成すべく積層
された鋼板から成るコアで、嵌合穴１４ａを有してい
る。１５，１６は前記コア１４の両端に設けられたアル
ミ製のエンドリングである。

【００２１】ここで、前記クランクシャフト１２はロー
タ１３に焼き嵌めすることによって組み立てられる。す
なわち、クランクシャフト１２の嵌合軸部１２ｃを、加
熱されたロータ１３の嵌合穴１４ａに挿入して組み立て
る。

【００２２】図４は請求項１および請求項２の発明に対
応した実施例１による軸状部品の自動挿入装置を一部断
面して示す側面図である。図において、１７は軸状部品
供給手段と穴付き部品供給手段とを兼ねたコンベヤ、１
８はそのコンベヤ１７上に設けられた組立治具である。
従って、この組立治具１８は前記コンベヤ１７を組立治
具移送手段して部品供給方向に移送されるようになって
おり、その詳細構成については後述する。

【００２３】１９は前記コンベヤ１７で供給された穴付
き部品としてのロータ１３の位置決めを行う第１のセン
ターシャフトであり、この第１のセンターシャフト１９
は前記ロータ１３の嵌合穴１４ａに嵌合可能な直径のも
ので、先端に円錐状の尖鋭部１９ａを有している。２０
は前記第１のセンターシャフト１９を伸縮駆動する第１
のアクチュエータで、この第１のアクチュエータ２０
は、第１のセンターシャフト１９を前記ロータ１３の嵌
合穴１４ａに嵌合させる方向の伸長位置と前記嵌合穴１
４ａから後退させる方向の短縮位置とに伸縮駆動するよ
うになっている。

【００２４】２１は第１のセンターシャフト１９と同軸
上でその離間対向位置に配置された第２のセンターシャ
フトであり、この第２のセンターシャフト２１は第１の
センターシャフト１９の場合と同様にロータ１３の嵌合
穴１４ａに嵌合可能な直径のもので、先端に円錐状の尖
鋭部２１ａを有している。２２はその第２のセンターシ
ャフト２１を伸縮駆動する第２のアクチュエータであ
る。

【００２５】２３は穴付き部品移載手段としての第１ロ
ボット、２４はその第１ロボット２３が備えたロータ
（穴付き部品）把持用のチャックであり、その第１ロボ
ット２３とチャック２４は図示しないＲＣＣ（Ｒｅｍｏ
ｔｅ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）機構を介
して連結されている。２５は軸状部品移載手段としての
第２ロボット、２６はその第２ロボット２５が備えたク
ランクシャフト（軸状部品）把持用のチャック、２７は
ロータ１３を高周波で加熱する加熱手段である。

【００２６】図５は請求項３の発明に対応した図４中の
組立治具を拡大して示す断面図である。図において、１
８１は治具パレット、１８２はその治具パレット１８１
上に一体結合されてクランクシャフト１２の下端側を鉛
直方向に嵌合支持するクランクシャフト載置用の筒状治
具部、１８３は前記治具パレット１８１上に一体結合さ
れてロータ１３の下端側を嵌合支持するロータ載置用の
筒状治具部であり、これらによって前記組立治具１８が
構成されている。

【００２７】その組立治具１８において、ロータ載置用
の筒状治具部１８３の底部には、前記治具パレット１８
１をも貫通する貫通孔１８４が設けられている。この貫
通孔１８４は、前記筒状治具部１８３に嵌合されたロー
タ１３の嵌合穴１４ａに対して同軸上に連通するもの
で、前記嵌合穴１４ａよりも大径の直径を有して第１の
センターシャフト１９を挿入できるようになっている。

【００２８】図６は請求項１および請求項２の発明にお
けるアクチュエータの駆動圧切換機構の一実施例を示す
ブロック回路図である。図において、２８は第１のアク
チュエータ２０または第２のアクチュエータ２２に駆動
圧を供給する圧力供給源であり、この圧力供給源２８に
は減圧弁２９，３０を介して電磁弁３１，３２が並列に
接続され、且つ、これらの電磁弁３１，３２の吐出側に
は電磁弁３３を介して前記第１のアクチュエータ２０ま
たは第２のアクチュエータ２２が接続されており、これ
により、第１のアクチュエータ２０と第２のアクチュエ
ータ２２の駆動圧を切り換える駆動圧切換機構３４が構
成されている。なお、３１ａ，３２ａは電磁弁３１，３
２のポートを部分的に塞ぐためのプラグである。

【００２９】ここで、電磁弁３１，３２は、それぞれ非
励磁状態において一次側と二次側とを連通させ、励磁さ
れると、一次側と二次側とをプラグ３１ａ，３２ａが接
続されたポートにそれぞれ接続して閉塞するものであ
り、装置のコントローラにより励磁状態を制御されて動
作する。

【００３０】図７は図４の自動挿入装置全体を制御する
コントローラを示すブロック図である。図において、３
５はプログラマブルコントローラであり、このコントロ
ーラ３５の入力端には、第１のセンターシャフト下降端
検出センサ３６と、第１のセンターシャフト挿入完了位
置検出センサ３７と、第１のセンターシャフト上昇端検
出センサ３８と、第２のセンターシャフト上昇端検出セ
ンサ３９と、第２のセンターシャフト挟み付け完了位置
検出センサ４０と、第２のセンターシャフト下降端検出
センサ４１が接続されている。

【００３１】ここで、第１のセンターシャフト下降端検
出センサ３６は、第１のセンターシャフト１９の下降端
（短縮位置）を検出し、その位置検出信号を前記コント
ローラ３５に入力する。第１のセンターシャフト挿入完
了位置検出センサ３７は、第１のセンターシャフト１９
がロータ載置治具１８３の貫通穴１８４に挿入された完
了位置を検出し、その検出信号をコントローラ３５に入
力する。第１のセンターシャフト上昇端検出センサ３８
は、第１のセンターシャフト１９の上昇端（伸長位置）
を検出してその検出信号をコントローラ３５に入力す
る。第２のセンターシャフト上昇端検出センサ３９は、
第２のセンターシャフト２１の上昇端（短縮位置）を検
出し、その検出信号をコントローラ３５に入力する。第
２のセンターシャフト挟み付け完了位置検出センサ４０
は、伸長位置の第１のセンターシャフト１９の尖鋭部１
９ａとの間で第２のセンターシャフト２１がクランクシ
ャフト１２を同軸上に挟み付けた完了位置を検出し、そ
の検出信号をコントローラ３５に入力する。第２のセン
ターシャフト下降端検出センサ４１は、第２のセンター
シャフト２１の下降端（伸長位置）を検出し、その検出
信号コントローラ３５に入力する。

【００３２】また、前記コントローラ３５の出力端に
は、第１のアクチュエータ２０と第２のアクチュエータ
２２の制御信号入力系統に接続され、それらのアクチュ
エータ２０，２２の上昇／下降指令信号および駆動圧切
換制御信号を出力する。

【００３３】さらに、前記コントローラ３５の入出力端
には、治具パレットの位置決め／払い出し装置４２と、
ロボットコントローラ４３と、加熱手段２７が接続され
ている。

【００３４】図８〜図１０は請求項４および請求項５の
発明に対応した図７のコントローラに書き込まれている
プログラムのフローチャート図、図１１〜図１５は動作
説明図である。

【００３５】次に動作について説明する。まず、コント
ローラ３５のプログラムがスタートすると、図４に示す
ように、クランクシャフト１２及びロータ１３を鉛直状
態に搭載した組立治具１８が治具パレット位置決め指令
信号（ステップＳＴ１）に従ってコンベヤ１７で移送さ
れ、組立作業域に位置決めされる（ステップＳＴ２）す
る。その位置決め後に、図７のロボットコントローラ４
３がコントローラ３５からロータ１３を加熱手段２７に
移載するように指令信号を入力する（ステップＳＴ
３）。その指令信号により、図１１に示すように、第１
ロボット２３のチャック２４がロータ１３を把持し、該
ロータ１３を加熱手段２７に移載する（ステップＳＴ
４）。

【００３６】すると、第１のアクチュエータ２０がコン
トローラ３５からの上昇指令（ステップＳＴ５）によ
り、第１のセンターシャフト１９を上昇駆動する。これ
により、第１のセンターシャフト１９は図１２のように
ロータ載置治具１８３の貫通孔１８４を介して上昇し、
ストロークエンドで停止する（ステップＳＴ６）。一
方、前記加熱手段２７はコントローラ３５からの加熱指
令（ステップＳＴ７）によって、ロータ１３を所定時間
加熱する。

【００３７】その加熱が完了（ステップＳＴ８）する
と、コントローラ３５は図７中のロボットコントローラ
４３に対して加熱後のロータ１３を第１のセンターシャ
フト１９に嵌合挿入するように指令する（ステップＳＴ
９）。その指令により、第１ロボット２３のチャック２
４は、加熱手段２７による加熱後のロータ１３を把持
し、該ロータ１３を図１３に示すように第１のセンター
シャフト１９に嵌合挿入する。この時、前記第１ロボッ
ト２３とチャック２４とを連結しているＲＣＣ（Remote
Center Compliance）機構が有効に働くことにより、第
１のセンターシャフト１９に対するロータ１３の嵌合挿
入はスムーズに行なわれる。

【００３８】その挿入完了（ステップＳＴ１０）後に、
コントローラ３５は、ロボットコントローラ４３に対し
てクランクシャフト１２を第１のセンターシャフト１９
の上端に接触状態で位置決め保持するように指令する
（ステップＳＴ１１）。この指令により、第２ロボット
２５のチャック２６が図１３に示すように軸状部品載置
治具１８２上のクランクシャフト１２を把持して引き抜
き、該クランクシャフト１２下端のセンター穴１２ｂ
を、ロータ１３から上方に突出している第１のセンター
シャフト１９の尖鋭部１９ａに接触状態に嵌合し、クラ
ンクシャフト１２を第１のセンターシャフト１９と同軸
上に連結して位置決め保持する。

【００３９】この位置決め保持完了（ステップＳＴ１
２）後に、第２のアクチュエータ下降指令（ステップＳ
Ｔ１３）で第２のアクチュエータ２２が第２のセンター
シャフト２１を下降（伸長）駆動し、その尖鋭部２１ａ
が前記クランクシャフト１２の上端のセンター穴１２ａ
に接触状態に嵌合する。これにより、第２のセンターシ
ャフト２１は、図１４に示すように、第１のセンターシ
ャフト１９との間でクランクシャフト１２を同軸上に挟
み付け保持する。その挟み付けが完了（ステップＳＴ１
４）すると、第２ロボット２５のチャック２６の開放指
令（ステップＳＴ１５）により、そのチャック２６が開
放動作する（ステップＳＴ１６）。

【００４０】このとき、コントローラ３５は、第１のア
クチュエータ２０の駆動圧を小にする指令（ステップＳ
Ｔ１７）と、第２のアクチュエータ２２の駆動圧を大に
する指令（ステップＳＴ１８）を図６の駆動圧切換機構
３４に送信する。そして、第１のセンターシャフト１９
がロータ１３の嵌合穴１４ａに対して挿入完了位置にあ
ることを確認（ステップＳＴ１９）後、前記駆動圧切換
機構３４は第１のアクチュエータ下降指令（ステップＳ
Ｔ２０）により、第１のアクチュエータ２０の駆動を小
に、且つ、第２のアクチュエータ２２の駆動圧を大に切
り換える。すると、第１のアクチュエータ２０が第１の
センターシャフト１９を上昇させる推力よりも第２のア
クチュエータ２２が第２のセンターシャフト２１を下降
させる推力が大きくなることにより、図１４に示すよう
に、第１のセンターシャフト１９とクランクシャフト１
２と第２のセンターシャフト２１が一体となって下降
し、クランクシャフト１２がロータ１３に嵌合挿入され
る。

【００４１】ここで、クランクシャフト１２がロータ１
３に嵌合挿入される状態を、図１５に示す２次元モデル
を用いて詳細に説明する。挿入過程は、図１５（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）の順で進行する。図１５において、各記号
の意味は下記のとおりである。 ａ：ロータ底面のロータ載置ジグに対する接触半径 ｂ：ロータ底面から嵌合穴上端までの高さ ｃ：ロータ嵌合穴の長さ ｄ：第一のセンターシャフトの押し込み量 ｒ：クランクシャフトの嵌合部半径 ｌ：クランクシャフトの嵌合深さ Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｎ：ロータに働く外力 μ：摩擦係数

【００４２】図１５（Ａ）は、クランクシャフト１２の
嵌合軸部１２ｃ下端の面取り部が、ロータ１３の嵌合穴
１４ａ上端に接触した状態である。ロータ１３の底面
は、嵌合穴１４ａに対して必ずしも精度よく直交してい
るわけではないので、ここでは、ロータ１３の底面がロ
ータ載置治具１８３に１点で接触しているものとする。
従ってロータ１３は、底面に受ける抗力Ｎによって図の
反時計回りのモーメントを受け、第１のセンターシャフ
ト１９がロータ１３の倒れを防止している状態となって
いる。すなわち、ロータ１３は、底面でロータ載置治具
１８３に１か所、嵌合穴１４ａで第１のセンターシャフ
ト１９に２か所、及び嵌合穴１４ａ上端でクランクシャ
フト１２に１か所の、合計４か所で外力を受ける。挿入
がスムーズに進行するための条件は、ロータ１３に働く
横方向の力及び縦方向の力が釣り合った状態において、
ロータ１３に働くモーメントの総和が時計回りであるこ
とである。

【００４３】図１５（Ｂ）は、クランクシャフト１２の
嵌合軸部１２ｃ下端がロータ１３の嵌合穴１４ａに若干
侵入した状態である。ロータ１３は、底面でロータ載置
治具１８３に１か所、嵌合穴１４ａで第１のセンターシ
ャフト１９に１か所、及びクランクシャフト１２に１か
所の、合計３か所で外力を受ける。挿入がスムーズに進
行するための条件は、図１５（Ａ）と同様、ロータ１３
に働く横方向の力及び縦方向の力が釣り合った状態にお
いて、ロータ１３に働くモーメントの総和が時計回りで
あることである。

【００４４】図１５（Ｃ）は、クランクシャフト１２の
嵌合軸部１２ｃ下端がロータ１３の嵌合穴１４ａにかな
り侵入し、第１のセンターシャフト１９がロータ１３の
嵌合穴１４ａから押し出される直前の状態である。ロー
タ１３は、底面でロータ載置治具１８３に１か所、嵌合
穴１４ａでクランクシャフト１２に２か所の、合計３か
所で外力を受ける。挿入がスムーズに進行するための条
件は、図１５（Ａ）と同様、ロータ１３に働く横方向の
力及び縦方向の力が釣り合った状態において、ロータ１
３に働くモーメントの総和が時計回りであることであ
る。

【００４５】以上に示した挿入がスムーズに進行する条
件は、ｃに対してａ，ｂ−ｃ，ｒ，μがある程度小さけ
れば成立することから、たいていの軸状部品の挿入にお
いて成り立つ。なお、図１５（Ｃ）以降の挿入が進行す
るためには、図１５（ｃ）の時点でｌ、すなわちクラン
クシャフトの嵌合深さがある程度以上深くなっているこ
とが必要で、このためには、クランクシャフト１２下端
の嵌合軸部１２ｃでない部分、いわゆる逃がし部の長さ
をできるだけ小さくすると共に、第１のセンターシャフ
ト１９とロータ１３の嵌合穴１４ａのクリアランスをで
きるだけ小さくすることが必要である。

【００４６】上述のような挿入終了後において、 第２
のセンターシャフト１９が下降端に到達（ステップＳＴ
２１）したならば、第２のアクチュエータ上昇指令（ス
テップＳＴ２２）により第２のセンターシャフト２１が
上昇し、上昇端に達する（ステップＳＴ２３）と、治具
パレット払い出し指令（ステップＳＴ２４）により、組
立治具１８が払い出されて（ステップＳＴ２５）、ロー
タ１３に対するクランクシャフト１２の一連の自動挿入
工程が完了する。

【００４７】実施例２．図１６はこの発明の他の実施例
によるクランクシャフトと第１，第２のセンターシャフ
トとの関連構成を示す側面図である。上記実施例１で
は、軸状部品としてのクランクシャフト１２が上下両端
にセンター穴１２ａ，１２ｂを有し、これらのセンター
穴１２ａ，１２ｂに第１のセンターシャフト１９の尖鋭
部１９ａと第２のセンターシャフト２１の尖鋭部２１ａ
を当接係合させる場合について説明したが、この実施例
２では、前記クランクシャフト１２の上下両端に円錐状
のセンター凸部１２ｃ，１２ｄを形成している。

【００４８】これに関連して、第１のセンターシャフト
１９の上端軸心部には、前記クランクシャフト１２下端
のセンター凸部１２ｄに位置決め嵌合させるセンター穴
１９ｂを形成すると共に、第１のセンターシャフト１９
の上端外周面部にはテーパー状の面取り部１９ｃを形成
している。この面取り部１９ｃは、ロータ１３を第１の
センターシャフト１９に嵌合する際に有効に機能する。

【００４９】また、第２のセンターシャフト２１の下端
には、クランクシャフト１２上端のセンター凸部１２ｃ
に位置決め嵌合させるためのセンター穴ｂを形成してい
る。従って、この実施例２にあっても上記実施例１の場
合と同様に第１のセンターシャフト１９と第２のセンタ
ーシャフト２１とによって、それらと同軸上にクランク
シャフト１２を挟み付けることができる。

【００５０】実施例３．なお、前記クランクシャフト１
２は上下何れかの一端にセンター穴を有し他端にセンタ
ー凸部を有するものであってよく、この場合、第１のセ
ンターシャフト１９の上端と第２のセンターシャフト２
１の下端の何れか一方にクランクシャフト１２の前記セ
ンター穴に対応したセンター凸部を、他方にクランクシ
ャフト１２のセンター凸部に対応したセンター穴を形成
してもよく、この場合も同様の効果が得られる。

【００５１】実施例４．上記実施例１では、クランクシ
ャフト（軸状部品）１２をロータ（穴付き部品）１３の
嵌合穴１４ａに焼嵌めする例を示したが、これは、軸状
部品を冷却して挿入する冷やし嵌めや、部品を加熱した
り冷却したりすることのない単なる挿入に用いても全く
同様の効果を奏する。

【００５２】実施例５．また、上記実施例１では、組立
治具１８が穴付き部品供給手段を兼ねている例を示した
が、これは別々でもよく、例えば、穴付き部品を供給す
るためのトレイフィーダを別途設けてもよく、この場合
も同様の効果がある。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、挿入
部品が両端にセンター穴を有する軸状部品である場合、
挿入部品が長くてもいわゆる「こじれ」や「くいつき」
現象を発生することがなく、確実な挿入が行える軸状部
品の自動挿入装置および自動挿入方法を提供することが
できるという効果がある。

【００５４】また、従来の装置のようなＲＣＣによる挿
入部品の長さに制約がなく、対象とする挿入部品の長さ
にいくつかの種類がある場合にも確実な作業が行える軸
状部品の自動挿入装置を提供することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１および請求項２の発明による軸状部品
の自動挿入装置が組立対象とする軸状部品と穴付き部品
の一実施例を示す組立状態の側面図である。

【図２】図１の上面図である。

【図３】図１の下面図である。

【図４】請求項１および請求項２の発明に対応した実施
例１による軸状部品の自動挿入装置を一部断面して示す
側面図である。

【図５】請求項３の発明に対応した図４中の組立治具を
拡大して示す断面図である。

【図６】請求項１および請求項２の発明におけるアクチ
ュエータの駆動圧切換機構の一実施例を示すブロック回
路図である。

【図７】図４の自動挿入装置全体を制御するコントロー
ラを示すブロック図である。、

【図８】図８は請求項４および請求項５の発明に対応し
た図７のコントローラに書き込まれているプログラムの
フローチャート図である。

【図９】図８に続くプログラムのフローチャート図であ
る。

【図１０】図９に続くプログラムのフローチャート図で
ある。

【図１１】図４の第１ロボットがロータを加熱手段に移
載する際の動作説明図である。

【図１２】ロータが加熱手段に移載され、第１のセンタ
ーシャフトが上昇した状態を示す動作説明である。

【図１３】図４の第２ロボットの動作説明図である。

【図１４】第１のセンターシャフトと第２のセンターシ
ャフトでクランクシャフトを挟み付けた状態での動作説
明図である。

【図１５】図４の軸状部品の自動挿入装置における挿入
過程を説明するためのモデル図である。

【図１６】この発明の他の実施例によるクランクシャフ
トと第１，第２のセンターシャフトとの関連構成を示す
側面図である。

【図１７】従来の軸状部品の自動挿入装置に適用される
要部機構を一部断面して示す側面図である。

【符号の説明】

１２ クランクシャフト（軸状部品） １３ ロータ（穴付き部品） １４ａ 嵌合穴 １６ 嵌合部 １７ コンベヤ（組立治具移送手段） １８ 組立治具 １９ 第１のセンターシャフト ２０ 第１のアクチュエータ ２１ 第２のセンターシャフト ２２ 第２のアクチュエータ ２３ 第１ロボット（穴付き部品移載手段） ２５ 第２ロボット（軸状部品移載手段） ２７ 加熱手段 ３４ 駆動圧切換機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸状部品を穴付き部品の嵌合穴に嵌合挿
   入する軸状部品の自動挿入装置であって、前記軸状部品
   を組立作業域に供給する軸状部品供給手段と、前記穴付
   き部品を組立作業域に供給する穴付き部品供給手段と、
   前記軸状部品供給手段による供給位置の軸状部品の一端
   が、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセ
   ンターシャフトの先端に当接係合する位置に前記軸状部
   品を移載し、該軸状部品を前記第１のセンターシャフト
   と同軸上に位置決め保持する軸状部品移載手段と、前記
   穴付き部品供給手段による穴付き部品の供給位置で該穴
   付き部品の嵌合穴を嵌合可能な伸長位置と前記嵌合穴か
   ら後退する方向の短縮位置とに伸縮移動可能な第１のセ
   ンターシャフトと、この第１のセンターシャフトを伸縮
   駆動する第１のアクチュエータと、第１のセンターシャ
   フトの伸長位置への作動後に関連作動してその第１のセ
   ンターシャフトに前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させる
   穴付き部品移載手段と、前記第１のセンターシャフトの
   同軸上に対向配置され、前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合
   させた前記第１のセンターシャフトとの間で前記軸状部
   品を同軸上に挟持する第２のセンターシャフトと、この
   第２のセンターシャフトを軸方向に駆動する第２のアク
   チュエータと、第１のセンターシャフトと第２のセンタ
   ーシャフトとで前記軸状部品を同軸上に挟持した状態に
   おける前記第１のアクチュエータと第２のアクチュエー
   タの相対方向の駆動圧が異なるようにその駆動圧を自動
   的に切り換える駆動圧切換機構とを備えたことを特徴と
   する軸状部品の自動挿入装置。
2. 【請求項２】 軸状部品を穴付き部品の嵌合穴に嵌合挿
   入する軸状部品の自動挿入装置であって、前記軸状部品
   を組立作業域に供給する軸状部品供給手段と、前記穴付
   き部品を組立作業域に供給する穴付き部品供給手段と、
   この穴付き部品供給手段による穴付き部品の供給位置で
   該穴付き部品の嵌合穴を嵌合可能な伸長位置と前記嵌合
   穴から後退する方向の短縮位置とに伸縮移動可能な第１
   のセンターシャフトと、この第１のセンターシャフトを
   伸縮駆動する第１のアクチュエータと、前記第１のセン
   ターシャフトの同軸上に対向配置され、前記穴付き部品
   の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセンターシャフトとの
   間で前記軸状部品を同軸上に挟持する第２のセンターシ
   ャフトと、この第２のセンターシャフトを伸縮駆動する
   第２のアクチュエータと、前記穴付き部品を加熱処理す
   る加熱手段と、前記穴付き部品供給手段による供給位置
   の穴付き部品を前記加熱手段に移載し、且つ、該加熱手
   段による加熱後の穴付き部品の嵌合穴を前記第１のセン
   ターシャフトに嵌合する穴付き部品移載手段と、前記軸
   状部品供給手段による供給位置の軸状部品の一端が、前
   記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させた前記第１のセンター
   シャフトの先端に当接係合する位置に前記軸状部品を移
   載し、該軸状部品を前記第１のセンターシャフトと同軸
   上に位置決め保持する軸状部品移載手段と、第１のセン
   ターシャフトと第２のセンターシャフトとで前記軸状部
   品を同軸上に挟持した状態における前記第１のアクチュ
   エータと第２のアクチュエータの相対方向の駆動圧が異
   なるようにその駆動圧を自動的に切り換える駆動圧切換
   機構とを備えたことを特徴とする軸状部品の自動挿入装
   置。
3. 【請求項３】 穴付き部品供給手段は、穴付き部品を保
   持する組立治具と、この組立治具を移送する組立治具移
   送手段とから成り、前記組立治具には前記穴付き部品の
   嵌合穴に同軸上に連通し且つ第１のセンターシャフトを
   挿通可能な貫通孔が設けられていることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の軸状部品の自動挿入装置。
4. 【請求項４】 軸状部品を穴付き部品の嵌合穴に嵌合挿
   入する軸状部品の自動挿入方法であって、前記軸状部品
   を組立作業域に供給する工程と、前記穴付き部品を組立
   作業域に供給する工程と、この工程で供給された穴付き
   部品を第１のセンターシャフトのストロークエンドから
   離れた位置に移行させる工程と、この工程後に前記第１
   のセンターシャフトをストロークエンドまで伸長作動さ
   せる工程と、該工程後の第１のセンターシャフトに前記
   穴付き部品の嵌合穴を嵌合させる工程と、該工程後に前
   記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させた第１のセンターシャ
   フトの先端に前記軸状部品の一端を当接係合させて該軸
   状部品を第１のセンターシャフトと同軸上に保持する工
   程と、該工程後に第１のセンターシャフトに離間対向し
   た第２のセンターシャフトを伸長作動させ、この第２の
   センターシャフトにより前記第１のセンターシャフトと
   の間で前記軸状部品を同軸上に挟持する工程と、前記軸
   状部品を同軸上に挟持した第１のセンターシャフトと第
   ２のセンターシャフトの相対方向の駆動圧が異なるよう
   にその駆動圧を自動的に切り換える工程とから成ること
   を特徴とする軸状部品の自動挿入方法。
5. 【請求項５】 軸状部品を穴付き部品の嵌合穴に嵌合挿
   入する軸状部品の自動挿入方法であって、前記軸状部品
   を組立作業域に供給する工程と、前記穴付き部品を組立
   作業域に供給する工程と、この工程で供給された穴付き
   部品を加熱手段に移載する工程と、該工程後に第１のセ
   ンターシャフトをストロークエンドまで伸長作動させる
   工程と、該工程後に前記加熱手段で加熱された穴付き部
   品の嵌合穴を前記第１のセンターシャフトに嵌合させる
   工程と、該工程後に前記穴付き部品の嵌合穴を嵌合させ
   た第１のセンターシャフトの先端に前記軸状部品の一端
   を当接係合させて該軸状部品を第１のセンターシャフト
   と同軸上に保持する工程と、該工程後に第１のセンター
   シャフトに離間対向した第２のセンターシャフトを伸長
   作動させ、この第２のセンターシャフトにより前記第１
   のセンターシャフトとの間で前記軸状部品を同軸上に挟
   持する工程と、前記軸状部品を同軸上に挟持した第１の
   センターシャフトと第２のセンターシャフトの相対方向
   の駆動圧が異なるようにその駆動圧を自動的に切り換え
   る工程とから成ることを特徴とする軸状部品の自動挿入
   方法。